魏艷妮 曹飛 賈磊

摘要：《焊接結構制造》課程是材料成型及控制工程專業(yè)焊接方向的專業(yè)必修課，以闡述典型焊接結構產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的制備工藝及裝備為主要內(nèi)容，是該專業(yè)“產(chǎn)品研發(fā)鏈”為導向的課程體系中“產(chǎn)品制造”環(huán)節(jié)的核心課程。文中以焊接結構的制造工藝過程為載體，依據(jù)典型焊接結構（主要為球型壓力容器）的一般制造過程，分析整理焊接結構制造的典型工作任務，設置各種學習情境，并以項目化任務驅動的方式組織教學內(nèi)容，重構《焊接結構制造》課程的教學體系，以期推動教學模式改革，提高教學質量。

關鍵詞：教學模式;項目化驅動;教學體系重構;典型焊接結構

中圖分類號： G642????? 文獻標識碼：A文章編號：1001-2303（2022）02-0114-05

Research on the Reconstruction of Project-Driven Teaching System of Welding Structure Manufacturing

WEI Yanni， CAO Fei， JIA Lei

Department of Materials Science and Engineering， Xi′an University of Technology， Xi′an 710048， China

Abstract："Welding Structure Manufacturing" is a required course for the welding direction of material forming and control engineering major. Its main content are the technology and equipment of typical welding structure products in the manufac‐ turing process. It is the core course of "product manufacturing" in the "product R&D chain" oriented course system of this major. In this paper， the manufacturing process of welding structures is taken as the carrier. According to the general manu‐ facturing process of typical welding structure （mainly： spherical pressure vessel）， the typical work tasks of welding structure manufacturing are analyzed and sorted out， learning situation is created， the teaching content is organized in the way of project-driven task， and the teaching system of“welding structure manufacturing”course is reconstructed in order to pro‐ mote the reform of teaching mode and improve the quality of teaching.

Keywords： teaching model; project-driven; teaching system reconstruction; typical welding structure

引用格式：魏艷妮，曹飛，賈磊.《焊接結構制造》課程項目化驅動教學體系重構研究[J].電焊機，2022，52（02）：114-118.

Citation：WEI Yanni， CAO Fei， JIA Lei. Research on the reconstruction of project-driven teaching system of welding structure manufacturing[J]. Electric Welding Machine， 2022， 52（02）：114-118.

0? 前言

眾所周知，焊接技術作為我國現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分，已成為裝備生產(chǎn)中非常關鍵和常用的材料加工和成形技術。例如，我國第一臺獨立自主設計并開發(fā)研制的專用作業(yè)型深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴钡年P鍵部件——外壓球殼，就是典型的焊接結構產(chǎn)品[1]?！逗附咏Y構制造》課程是材料成型及控制工程專業(yè)焊接方向的核心專業(yè)課，對于學生學習焊接專業(yè)知識及相關專業(yè)技能的培養(yǎng)具有非常重要的指導作用。按照項目化任務驅動的設計思路，進行《焊接結構制造》課程教學模式的改革與創(chuàng)新，重構教學體系，使學生能夠在扎實掌握焊接結構制造基本理論知識的同時，熟悉焊接結構制造過程中涉及的焊接工藝的評定，工藝規(guī)程的編制，結構零件的加工，焊接結構的裝配，進而完成產(chǎn)品的焊接制造，使學生更好地適應用人單位對焊接結構制造相關知識和技能的要求。因此，進行《焊接結構制造》課程的教學內(nèi)容和教學模式改革，對學生畢業(yè)后從事焊接結構制造相關工作具有非常重要的意義。

《焊接結構制造》課程的實踐性較強，不僅要求學生具備扎實的焊接工藝規(guī)程理論功底，更重要的是要求學生針對具體焊接結構具有工藝設計、夾具裝配及焊接裝備等方面的專業(yè)綜合能力。目前，《焊接結構制造》課程的教學方法大多延續(xù)傳統(tǒng)的以課堂教學為主的模式，按照教材順序講授焊接工藝評定、零件加工、裝配焊接及成品加工等內(nèi)容，理論內(nèi)容較多且大多屬于灌輸式，在教學實施過程中造成了焊接制造理論與焊接實踐脫節(jié)，無法做到理論聯(lián)系實際地去分析和解決具體工程問題[2]。近年來，教育部積極推進新工科建設，并聯(lián)合發(fā)布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探討形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力建設高等教育強國[3]。在國家大力推進的新工科建設背景下，改變傳統(tǒng)的教學模式，打造適應新工科人才培養(yǎng)要求的高效教學模式勢在必行[4]?！绊椖炕寗咏虒W法”是基于建構主義學習理論，將課程教學內(nèi)容創(chuàng)設成具體的項目，老師和學生通過共同完成一個完整的項目工作而進行的教學活動，能夠讓學生在實施具體項目的過程中把握各個環(huán)節(jié)的基本要求和知識重難點[5]。該教學法充分強調了學生學習的主體地位，其教學過程綜合了團隊精神體驗、理論知識運用和實踐能力的提高[6]。將項目化驅動的教學模式引入《焊接結構制造》課程的教學過程，選取具體焊接結構為項目并以任務為驅動，有效地適應了焊接專業(yè)相關技術領域對專業(yè)人才的要求，讓學生在實施項目（具體焊接結構的生產(chǎn)制造）的過程中把握每一個環(huán)節(jié)的基本要求和重難點，充分體現(xiàn)自主性和實踐性的要求。教學模式和課程內(nèi)容更符合實際焊接結構產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，為學生提供更接近實際的學習情景，以期提高學生獨立分析和解決復雜工程問題的能力。

文中將項目化驅動的教學模式引入《焊接結構制造》課程，以具體焊接結構的制造過程為載體，按照典型焊接結構產(chǎn)品的一般制造過程，分析整理焊接結構制造的典型工作任務，設置學習情境，并以具體項目任務的方式組織教學內(nèi)容，強調學生的主體地位，讓學生在模擬具體項目實施的過程中把握每一個環(huán)節(jié)的基本要求和重難點，完成《焊接結構制造》課程的學習。

1? 項目化驅動教學模式在《焊接結構制造》課程教學過程中的實際意義

將項目化驅動的教學模式引入《焊接結構制造》課程，基于具體焊接結構為項目整體并以任務為驅動，讓學生在實施項目的過程中充分體現(xiàn)自主性和實踐性，能夠極大地調動學習積極性。該過程中學生完成一個具體項目，如薄壁圓柱形壓力容器、球型壓力容器以及工字鋼等典型焊接結構的制造過程，學習目的很明確，更容易切入，有效提高學習積極性。此外，還能培養(yǎng)學生溝通交流的綜合能力，在教學過程中，模擬實施具體項目的過程大多為布置具體任務、分小組查閱資料和討論、總結匯報及發(fā)言等幾個方面，通過充分交流、討論等，提高學生的交流合作能力，強化團隊意識。該教學過程不再是傳統(tǒng)的以教師講授為主，而是以學生自主學習為主，有利于推動“以學生為主體”的教育教學過程與教育工作的改革[7-8]。

2? 項目化驅動的教學內(nèi)容設計

2.1? 教學模式改革研究內(nèi)容

按照項目化任務驅動的主導思想，進行該課程教學體系重構，使學生以典型焊接結構的生產(chǎn)制造為主線，將其制造過程分為“基礎知識”“備料下料”“零件加工”“裝配焊接”和“成品加工”五大模塊，具體內(nèi)容包括：（1）典型焊接結構的選擇及其生產(chǎn)制造過程分析（確定其生產(chǎn)工藝流程及重、難點工序）;（2）制定以典型焊接結構為主線的學習模塊（針對具體產(chǎn)品進行其生產(chǎn)工藝過程設計，確定特定焊接結構的“基礎知識”“備料下料”“零件加工”“裝配焊接”和“成品加工”的五大模塊;（3）各組根據(jù)任務模擬實施具體產(chǎn)品制造過程（工藝流程制定、原料選擇及零件加工、焊接裝備設計，成品加工及產(chǎn)品驗收）;（4）就典型結構制造關鍵內(nèi)容進行討論和小組專題報告，最終構建典型焊接結構為項目驅動的教學體系。

2.2? 教學體系重構技術路線

《焊接結構制造》課程的綜合性、實踐性很強。對其進行教學模式改革與創(chuàng)新，按照“項目化驅動”“理論+實踐”并行的原則，結合焊接結構制造的生產(chǎn)實際，基于具體焊接結構產(chǎn)品生產(chǎn)實作過程進行教學內(nèi)容設計。文中選取球形壓力容器為典型焊接結構，以其生產(chǎn)工藝流程為主線，將焊接結構制造分為基礎知識儲備（焊接工藝評定、工藝規(guī)程文件等）、原材料及下料模擬制作、基礎零件制造（零件成形加工）、裝配焊接和成品加工五大模塊，依照各模塊編排教學內(nèi)容，其基本教學設計如圖1所示。

每個學習模塊包括涉及到的基礎知識、工藝設計、模擬實操及檢測報告等內(nèi)容，按照“接受任務、計劃、模擬實施、檢查、評價”五步法組織教學實施。球型壓力容器的項目驅動型教學體系重構如圖2所示。依據(jù)該產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程，將其分為基礎知識儲備、備料下料、零件加工、裝配焊接和成品加工驗收等五個模塊。基礎知識模塊主要包括焊接工藝評定的概念及實施，球形壓力容器焊接工藝規(guī)程文件的編制以及工藝路線的確定和檢驗點的設置。備料下料模塊主要包括原材料的表面處理、矯正、放樣和號料，切割方式及邊緣加工和制孔等工序。零件加工主要包括球瓣加工中雙曲面的不可精確展開需二次加工問題，球瓣曲面熱壓成型工藝等。裝配焊接模塊主要包括球罐的幾種組裝方式，球罐焊接的施焊環(huán)境、焊前準備、焊接工藝、焊接順序及焊接變形控制等。成品加工驗收模塊主要包括球罐的焊后消應力熱處理、水壓氣密性等無損探傷實驗、表面涂裝和產(chǎn)品最終驗收。

基于項目化驅動的教學模式，在教師與學生針對具體問題的教與學這種漸次復雜的項目任務模塊完成過程中，達到傳授相關基礎知識，強化學生專業(yè)實踐能力，增強團隊合作意識，提高交流溝通能力，以及提出問題、分析問題和解決問題的能力[9-10]。 2.3? 相應的項目化驅動教學方法與手段

與項目化驅動教學設計相對應的教學方法強調培養(yǎng)學生獨立完成學習任務的能力，該課程教學過程按照“接受任務、分析計劃、模擬實施、檢查、評價”五步驟進行。第一，接受任務，進行球形壓力容器結構、加工圖紙分析等，采用引導教學法使學生熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝配焊接流程，理解相應的技術要求。第二，計劃，制定球形壓力容器的制造工藝方案，編制生產(chǎn)工藝流程圖等，教師在關鍵制造點處設置一系列引導問題，并輔以圖紙資料、多媒體等工具及媒介，學生自主編制相關計劃，包括工藝卡片、零件加工、裝配焊接工藝流程等。第三，模擬實施，教學實驗平臺提供基本的物理模擬裝配工具及裝備，教師進行相關知識點講解并指導，學生按照講解示范，嚴格按照裝焊工藝流程完成球形壓力容器的裝配焊接模擬實作。第四，檢查，組間交叉審查相應的工藝方案和工藝卡，檢查模擬實作的球形壓力容器的裝配焊接尺寸并做好記錄。第五，評價，采用總結討論教學法，學生對球形壓力容器的裝配焊接過程及設計思路進行梳理匯報，并分組討論、總結分析，撰寫項目研究報告，教師通過答辯的方式對其進行評價。

與項目化驅動教學設計相對應的教學手段主要為“結合具體產(chǎn)品，基于生產(chǎn)過程”的教學法，在基礎理論知識教學的基礎上，結合典型焊接結構產(chǎn)品（球形壓力容器）生產(chǎn)實際工藝過程完成教學任務。根據(jù)具體項目（如球形壓力容器的制造）所涉及的教學內(nèi)容，設置教學模塊將與之相關的焊接理論知識和實踐技能進行有效地結合，進而把球形壓力容器制造的整個工藝流程全面、清晰地展現(xiàn)給學生。

2.4 《焊接結構制造》課程考核

課程考核從基礎理論知識、焊接結構生產(chǎn)工藝文件、焊接結構產(chǎn)品模擬制作以及小組答辯等方面展開。具體考核方式及成績占比如表1所示。

3? 結論

焊接技術作為目前我國先進制造技術的重要組成部分，在國民經(jīng)濟發(fā)展和國家建設中發(fā)揮了重要作用。文中針對《焊接結構制造》課程的教學過程，采用項目化教學模式，以典型的焊接結構——球形壓力容器為載體，按照該結構的一般生產(chǎn)制造過程，設置學習情境，并以具體項目任務的方式組織教學內(nèi)容，在教學過程中對學生團隊精神、知識運用、專業(yè)能力等方面進行強化訓練。有效克服了傳統(tǒng)教學模式下學生學習主動性、目的性不強，考核促進學習的作用不明顯等問題，使學生很好地掌握了課程教學內(nèi)容，又培養(yǎng)了實踐思維，提高了動手能力，強化了團隊意識。同時，《焊接結構制造》課程項目化驅動教學體系重構促進了課程教學改革，有利于推動“以學生為主體”的教育教學工作的改革。

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